新型养护技术在桥梁预防性养护中的应用

叶东祥

（安徽宏泰交通工程设计研究院有限公司，安徽 合肥 230088）

随着交通运输事业的快速发展，交通量快速增长事实与桥梁服役能力矛盾日益突出，总体技术状况不容乐观，处于风险相对高发期，桥梁安全形势十分严峻。采用新技术、新材料、新设备，实施具有主动性、超前性的桥梁预防性养护势在必行。一般来说，桥梁预防性养护适宜对象为技术评定为一、二、三桥梁。通过预防性养护可彻底解决现有病害、预防新的病害产生、弥补设计、建造的缺陷的同时兼顾桥梁的美观。

1 项目概况

某桥梁上部结构为4×35米双曲拱桥，矢跨比1/6，4拱3波，实体墩台，桥面全宽 8.4m，净宽7.6m，全长180.5米。该桥主要存在病害为主拱肋局部部位混凝土破损，碳化，钢筋外露，拱波接缝处渗水；腹拱拱圈开裂、火烧烟熏痕迹，拱上立柱破损、碳化、钢筋外露，拱上盖梁混凝土破损、钢筋外露。重力式墩台表面受轻度风化，桥墩基础局部冲刷。检测报告显示该桥上部结构主拱圈评定为3类，拱上结构评定为3类，下部结构评定为2类，桥面系评定为2类，经综合评定为3类桥。

2 设计方案

该桥建成年份较早，桥梁跨度大，在区域交通历史上发挥了重要的作用。随着路网结构的优化和调整，该桥承担的交通功能下降，如对其拆除重建，投资较大。鉴于该桥虽然技术状况仅为三类桥，但桥梁病害基本为构造病害，未出现严重结构病害，采用新型养护技术对其进行预防性养护是成本效益较高的选择。主要设计方案如下：

对主拱拱波开裂及腹拱圈开裂位置进行注浆加固；对主拱拱波、腹拱圈混凝土损坏、剥落、露筋锈蚀等缺陷，采用水泥基渗透结晶浆料喷涂，表面喷涂抗腐抗渗材料；对主拱拱肋、横系梁、横隔板、拱上立柱、横梁、盖梁等混凝土损坏、剥落、露筋锈蚀等缺陷，采用聚合物砂浆修复，表面喷涂抗腐抗渗材料；主拱拱肋修复完成后，粘贴碳纤维布加固；铺装裂缝处扩缝清理，灌注环氧裂缝胶后封闭。

3 施工工艺

3.1 主拱拱波、腹拱圈注浆

1）裂缝处理，检查裂缝情况，并将裂缝周围清理干净。

2）钻孔埋嘴，嘴子是灌浆材料的喷入口，嘴子大小要适当，自重要轻，以防因不易贴牢二坠落。嘴子的布置原则是按50x50cm的梅花形布置 （具体位置可根据施工现场适当调整），埋贴之前，先把嘴子底盘用丙酮擦洗干净，然后用灰刀将水泥浆抹在底盘周围，埋贴到布置点。

3）嵌缝止浆，嵌缝止浆的目的是防止浆液流失，确保浆液流在灌浆压力下将裂缝填充密实，如嵌缝质量不好，则灌浆压力不能升高，即使是低压，浆液也会大量外漏，影响灌浆质量，因此，当嘴子埋贴后，必须把裂缝全部封闭，进行嵌缝和堵漏处理。

4）压水 （气）试验，上述封闭工作完成相隔一天后，即可进行压水和压气试验，以便检查裂缝的封闭及嘴子的通畅情况。

5）灌浆，经压水 （气）试验检查，嵌缝质量良好，无渗漏现象后，即可配置浆液、准备灌浆。往裂缝里关注浆液，根据拱圈的裂缝情况及施工条件的不同，可选择采用手压泵灌注或灌浆注射器灌注两种方法，灌注压力在0.2MPa左右，施工时桥梁中线向两侧对称注浆，每个注浆嘴的注浆量不应超过0.02m3，若达到0.02m3时还未灌满，则待附近注浆孔注完后，且在本次灌注三天之后进行第二次灌浆，以确保饱满。

3.2 主拱拱波及腹拱圈缺陷处理

在拱上注浆加固完成后→高压水射流设备整体表面清洗（压力设定200bar）→高压水射流设备去除块石碳化层 （压力设定500bar）→缺陷排查并标注→缺陷修复 （砼开裂、剥落掉块、露筋锈蚀等缺陷）→水泥基渗透结晶浆料喷涂二遍→表干后，混凝土防腐抗渗材料喷涂。

3.3 主拱拱肋、横向联系、拱上立柱、横梁、盖梁缺陷处理

高压水射流设备整体表面清洗 （压力设定400bar）→缺陷排查并标注→缺陷修复 （砼开裂、剥落掉块、露筋锈蚀等缺陷）→界面剂喷涂→聚合物砂浆薄层修复 （分层包覆，每次批刮不超过2cm）→粘贴碳纤维布 （主拱拱肋）→混凝土防腐抗渗材料喷涂。

3.4 主拱及腹拱外侧拱圈处理

使用高压水射流基面处理 （压力设定400bar）→缺陷排查并标注→缺陷修复 （砼开裂、剥落掉块、露筋锈蚀等缺陷）→拱圈自然缝填充结构胶→薄型聚合物砂浆薄层修复→高耐污高硅材料涂刷。

3.5 腹拱底面

对垃圾、植物进行清理→使用高压水射流基面处理 （压力设定200bar）→砌石缺陷修复→涂刷混凝土防腐抗渗材料。

3.6 墩台基面处理

在桥墩基础加固完成和桥台杂物、植物清理后→使用高压水射流基面处理 （低压清洗，高压去除块石碳化层）→砌石缺陷修复 （渗水、脱落、开裂、空洞部位）→界面剂喷涂→使用粗型聚合物砂浆进行分层包覆→薄型砂浆批刮整平→环氧封闭材料涂刷→整体涂刷防冲刷涂层。

3.7 粘贴碳纤维布

待主拱及拱上结构缺陷修复完成后，对主拱肋中心18米范围即1/4L～3/4L内粘贴两层碳纤维布。

3.8 桥面铺装裂缝处理

排查裂缝并标注→使用开槽机扩缝并清理→裂缝封闭并间隔安装注胶嘴→电动压浆机灌注环氧裂缝胶→灌注完毕后去除注胶嘴并封闭。

3.9 桥梁防撞护栏处理

对防撞护栏表面使用高压水射流基面处理 （压力设定400bar）→露筋处涂刷绣转化剂→聚合物砂浆缺陷修复→薄型砂浆整体批刮→塑形打磨→混凝土强抗碱封闭材料涂刷→混凝土防水防盐高耐污罩面材料喷涂。

4 新技术新材料的应用

4.1 高压水射流处理工艺

高压水射流技术做混凝土探伤，即在一定的水压下，可以打落砼、块石的老化层，工作效率可达20-50平方米每小时，为桥梁养护维修做好基面处理。可以同时完对混凝土基面的凿破、开槽、切割、凿毛、去除涂层、探伤、清洗等；对金属基面的除锈、除漆、去除重油污、翻新等。在剥离松动混凝土，去除碳化层，钢筋除锈等方面效率高，不仅可以将表面拉毛，同时自动探测破损，并进行剥离，且不会对混凝土结构造成裂缝，同时避免了边角裂等。在不除锈的情况下，仅利用水产生超高压，耗水量小，水施工过程环保无粉尘、节水节能。

4.2 多类型无机聚合物砂浆

无机聚合物砂浆操作简便，施工时只需在材料中加水搅拌即可。材料经过高分子聚合物改性，对构件的结合力极强，硬化后不收缩、不开裂、强度高；能恢复结构强度，防止外界因素对钢筋的侵蚀。抑制氯化物和碳酸气的侵入、提高结构物的耐久性。

4.3 强抗碱封闭底涂

对混凝土附着力、渗透性超强，具有突出的耐碱性和封闭性能。通过渗透到混凝土结构物内部结构，堵塞混凝土结构物中的毛细孔，降低结构物中开放孔数量，增多封闭孔数。能有效抑制水分的渗透，具有显著的抗碱隔离作用。

4.4 界面剂

界面剂是由一种双组份的环氧胶粘剂，粘结强度高，应用于新旧界面的处理。起到了一种 “纽带”作用，节约人工或机械拉毛的劳动强度和作用，减少了人工或机械拉毛所造成的环境污染，有优良的渗透性和抗冻融性，耐酸、碱和盐的腐蚀性能好，是一种新型环保型材料。

4.5 防冲刷涂层

该种材料是由异氰酸酯组份于氨基化合物组份反应而成的一种化合物。反应活性高，快速固化。涂层柔韧、致密无接缝，完全隔离空气中水分和氧气的渗入，具有极高的附着力和抗冲击强度，在结构物表面无粉化、无脱落、不开裂，耐冷热和风霜雨雪的交变冲击。

5 结语

1）该桥实施预防性养护工程后，桥梁技术状况得到明显改善，桥梁外观焕然一新，得到了主管部门的高度评价。桥梁预防性养护方案具有较好的经济效益和良好的社会效益。

2）桥梁预防性养护是一门新兴学科，其核心理念是要求根据桥梁的技术状况，在适当的时机采用最佳成本效益的养护措施，强调桥梁养护管理的主动性、计划性和科学性。切实维护桥梁的健康工作状态，达到延长桥梁使用寿命的目的。